Первыми к ключевым пунктам в глубине построения советских войск вышли разведывательные батальоны подвижных соединений группы Гота. Бронемашины разведбатов в меньшей степени зависели от грузоподъемности мостов. Фактически в германских танковых войсках разведподразделения становились еще одним мотопехотным батальоном, усиленным бронетехникой. В 8.00 9 июля в Городок ворвался разведбат 20-й танковой дивизии, час спустя в западную часть Витебска вошел разведбат 20-й моторизованной дивизии. В журнале боевых действий 3-й танковой группы взятие Витебска сопровождалось следующим комментарием: «Слабое сопротивление противника. Город горит, подожженный террористическими группами и самим населением». Однако бой в Витебске шел весь день. Немецкому разведбату также удалось захватить неповрежденным железнодорожный мост в Витебске. Все остальные мосты успели взорвать. Город также не принес немцам обильных трофеев — все склады оказались уничтожены.
Для командующего группой армий «Центр» известие о выходе к Витебску стало радостной новостью. Фон Бок записал в дневнике: «Я сейчас же позвонил начальнику штаба 2-го воздушного флота Шейдеман и попросил его задействовать максимальное число самолетов для поддержки наступления танковой группы. До сих пор это была единственная, впрочем, весьма настоятельная просьба, с которой я обратился ко 2-му воздушному флоту». На волне успеха Гот даже стал любимчиком командования группы армий. Какое-то время даже рассматривалась возможность объединить две танковые группы под его командованием. Положа руку на сердце, это решение было бы правильным. Клюге с трудом управлялся с Гудерианом и к тому же не имел опыта руководства подвижными соединениями. Однако, к счастью для советского командования, в группе армий «Центр» по политическим мотивам от возвышения Гота до командующего двумя танковыми группами все же отказались.
Для советского командования прорыв немцев к Витебску стал шоком. Новость о ворвавшихся в город немецких частях породила если не панику, то большую тревогу. О серьезности ситуации красноречиво свидетельствует разговор, состоявшийся между командующим фронтом Тимошенко и начальником штаба 22-й армии Захаровым в ночь с 9 на 10 июля. Комфронтом сразу обрушился на командование армии с градом разнообразных обвинений: